TERRITORIO E VITA DALLO SPAZIO
A cura di ENZO LO SCALZO [ loscalzo.web@asa-press.com ]


Landmark year ahead for Earth observation science
Missione

With three Earth Explorer satellites set to launch this year, another three under construction and up to three more about to be selected for feasibility study, 2009 promises to be a significant year for ESA's contribution to Earth science – paving the way to a clearer understanding of how our planet works. Understanding how the Earth works and the way in which natural processes respond to global climate
change is a major challenge facing science today. Encompassing a new approach to observing the Earth from space, ESA's Earth Explorer missions are developed in direct response to a range of Earthscience challenges identified by the scientific community.

The fundamental principle of defining, developing and operatine missions in close cooperation with the scientific community aims to provide an efficient tool with which to address pressing Earthscience questions as effectively as possible. In addition, the scientific issues addressed also form the basis for the development of new applications for Earth observation data. This user-driven approach has so far realised six Earth Explorers, three of which planned for launch this year, as well as another six concepts for new missions that are being presented to the scientific community next week in Lisbon, Portugal. The six candidate missions will subsequently undergo a selection process to enter the
next phase of development.

The first Earth Explorer to launch is ESA's gravity mission GOCE (Gravity field and
steady-state Ocean Circulation Explorer), which although delayed last year due to a problem with the Russian launcher, is scheduled to lift-off in March. GOCE will map global variations in the gravity field with extreme detail and accuracy. This is crucial for deriving accurate measurements of ocean circulation and sea-level rise, both of which are affected by climate change.

Next up is SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity), which is planned to launch in July. Currently, the satellite is in storage at Thales Alenia Space in Cannes, France. Once launched, SMOS will deliver data to address the current lack of global observations of soil moisture and ocean salinity. These data are needed to further our knowledge of the water cycle and contribute to weather, extreme-event forecasting and seasonalclimate forecasting. Towards the end of 2009, ESA's ice mission CryoSat-2 will launch. With diminishing ice cover a reality, CryoSat-2 has been designed to measure the exact rate of change in the thickness of ice floating in the oceans and ice sheets on land. This will help explain the connection between the lossof polar ice, the rise in sea levels and climate change.

It is planned that the launches this year will be followed by the Atmospherics Dynamics Mission ADM-Aeolus and the magnetic field mission Swarm, both in the 2010 timeframe. ADM-Aeolus will be the first space mission to measure wind
profiles on a global scale. It will improve the accuracy of numerical weather forecasting and advance our understanding of atmospheric dynamics and processes relevant to climate variability and climate modelling. Swarm will provide highprecision and high-resolution measurements of the strength and direction of the Earth's magnetic field. Then in the 2013 timeframe, the EarthCARE mission (Earth Clouds, Aerosols and Radiation Explorer) is planned for launch. EarthCARE will address the need for abetter understanding of the interactions between cloud, radiative and aerosol processes that play a role in climate regulation.

As part of the on-going user-driven approach to implementing new science and research Earth observation missions, six new concepts have just completed their two year-long assessment studies. On 20-21 January, over 250 leading members of the science community will gather in Lisbon, Portugal to attend the Earth Explorer User Consultation Meeting to review these six mission concepts, which comprise:
A-SCOPE – to observe atmospheric carbon dioxide for a better understanding of the carbon cycle
BIOMASS – to observe global forest biomass for a better understanding of the
carbon cycle
CoReH2O – to observe snow and ice for a better understanding of the water cycle
FLEX – to observe photosynthesis for a better understanding of the carbon cycle
PREMIER – to observe atmospheric composition for a better understanding of
chemistry-climate interactions
TRAQ – to observe tropospheric composition for a better understanding of air quality.

Following the meeting and taking into account opinion from the scientiphic community, ESA's Programme Board for Earth Observation will select up to three missions for feasibility study – the next step of the implementation cycle. A further down-selection will lead to ESA's seventh Earth Explorer mission – envisaged to launch around 2016. In conclusion, the launch of three Earth Explorer satellites, the further selection of three missions to go to the next phase of implementation and the on-going development of three Earth Explorers means that 2009 is set to be a challenging year for the science and research element of ESA's Earth Observation Programmes.

ESA News
January 16, 2009
(via LSA, Milan)

Foto, da sinistra: 1 - SMOS, 2 - GOCE in orbita, 3 - Earth Explorer, 4 - Cryo-Sat 2

ESA - Osservazioni satellitari del 2009 - Commento al piano

Il documento originale, in inglese, ovviamente è completo. Ad esso può essere utile solo il trasferimento di alcune annotazioni di carattere divulgativo che mi sono facili per l’affinità con l’ambiente tecnologico e scientifico. Sono previsti nel corso dell’anno tre lanci e la preparazione tecnica per altri tre lanci di satelliti che hanno come missione l’osservazione del pianeta Terra.

I lanci sono tre Earth Explorer e sono in programma i piani per altre sei missioni da compiere ancora in fase di sviluppo. Il primo è GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer), con il compito di eseguire la MAPPA completa delle variazioni del campo di gravità terrestre sulla superficie del pianeta ad un livello accurato di precisione ed affidabilità.

La variazione dell’accelerazione di gravità non è tanto regolare come si è portati a pensare. La storia delle teorie e delle idee sulla gravità è nello stesso tempo argomento d’interazione fisica sul quale tutti credono di capire e invece più si approfondisce lo studio più se ne scoprono gli aspetti ancora rimasti misteriosi, scientificamente, sui quali si contendono le probabilità di verità teorie che di secolo in secolo e di anno in anno sono sempre più sofisticate e inseparabili da altri fenomeni misteriosi.

La gravitazione è relazionata con la cosmologia, fin dai tempi di Aristotele e Tolomeo. La materia era ripartibile in terra, acqua, aria e fuoco, in ordine di peso, e gravità significa ancora oggi per la gente comune “pesantezza”. Nel raggruppamento storico era il “fuoco” ad essere considerato l’elemento più leggero, mentre la materia della terra possedeva vari livelli di pesantezza che si concentravano al centro della Terra.

Nel tempo subentrò una “quint’essenza”: l’ “etere”, che era ritenuto esente dagli effetti della “gravità”, materia a cui si attribuiva la costituzione di tutti i corpi celesti! La ripartizione della materia in questo senso costituiva per tanti secoli la teoria con cui si dava spiegazione del mondo e della legge fondamentale che ogni parte della materia, quando venisse spostata, tendeva a ritornare al suo stato di posizione originale: le bolle d’aria dall’acqua all’aria, un sasso dall’aria all’acqua e alla Terra.

Fu di Galileo Galilei la scoperta del tempo eguale di oscillazione del pendolo indipendente dall’ampiezza dell’oscillazione! A lui è attribuita anche la scoperta che ogni corpo cade a terra alla stessa velocità dall’altezza di caduta indipendentemente da quanto pesi! Chiaro che interviene alla correzione la resistenza opposta dall’aria! Ma fu proprio Galileo a sperimentare, dimostrando la felice intuizione, che l’accelerazione della gravità terrestre fosse “costante”.

Si susseguirono osservazioni e interazioni per secoli che derivavano da fattori terrestri e cosmologici variabili nel tempo e nella posizione della Terra nello spazio (Newton, Copernico, Keplero, Huygens, Hooke, Halley, Leibniz, Berkeley) e si giunse finalmente con Einstein all’esposizione della teoria di Campo Gravitazionale e delle Relatività. Senza entrare nel merito scientifico e nelle equazioni di sintesi, si giunge al concetto di reversibilità della trasformazione delle materia in energia e nella accettazione che il limite di ogni trasferimento di materia ed energia non potesse che avvenire alla Velocità di trasmissione della luce. Nell’equazione definitiva che rappresenta il modello, entra definitivamente anche la gravitazione, la cui entità ha cominciato ad essere accuratamente misurata, fino a trasformarsi in proprietà geometrica di uno spazio fisico e il campo gravitazionale è stato sostituito dal campo metrico, di fatto una serie di numeri (10 in tutto) che variavano di luogo in luogo capaci di descrivere la geometria locale, dalla curvatura alla direzionalità… e che si riflettono sulla misura della costante di gravitazione “G”.

Sono state elaborate teorie e sviluppate strumentazioni di misurazione sempre più sofisticate, andando solo per titoli: la sperimentazione di Cavendish, di Von Jolly, di Bouguere-Masqueline; le interazioni tra la direzione della verticale, la forza di gravità ed il livello della superficie; la forma “geoidale” del livello degli oceani e quella “sferoidale” delle terre continentali; le sperimentazioni di caduta gravitazionale e l’utilità del pendolo, misure di gravità relative alle condizioni ambientali, il trattamento delle sperimentazioni anomale, il principio d’ “isostasia” in conto di effetti di forma geoidale o sferoidale; le variazioni nel tempo delle misure… e quanto altro emerso negli ultimi vent’anni…

L’esercizio svolto può avere contribuito a portare un flash di luce alla comprensione di quello di cui si parla, dell’apprezzamento dei soldi che si spendono per affinare la conoscenza scientifia della realtà fisica del mondo con particolare riguardo al pianeta Terra.
Per ora limitiamoci a questo GOCE che, già prenotato per i lancio nel 2008 aveva subito i ritardi derivati dagli inconvenienti verificatisi al lanciatore russo, è previsto prendere il via in Marzo.

Il successivo sarà SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity), già pronto in magazzino di Alenia a Cannes, previsto per Luglio cui farà seguito Cryosat-2 che completerà la missione i misura dello spessore dei ghiacci galleggianti nelle aree polari ma arricchita dall’informazione della velocità con cui avvengono le variazioni di spessore… quindi la cinetica di sgelo! Finalmente qualche dato serio, con tutte le precauzioni del caso!

Grazie per la pazienza nell’ascolto, sperando che dopo avere letto saprete di non sapere, come me, quello di cui siete chiamati a divulgare al resto del mondo!

E. Lo Scalzo, ASA-press
17.01.2009

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